[發明專利]一種柔性透明聚酰亞胺薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201210567351.1
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103044916A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 屠國力;張子龍;方省眾;姜鵬飛
• 申請（專利權）人: 南京依麥德光電材料科技有限公司
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08G73/10;C08J5/18
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;李曉峰

技術領域：

本發明屬于高性能高分子材料的技術領域，涉及一種柔性透明聚酰亞胺薄膜及其制備方法，所述的聚酰亞胺含有新型二胺單體。

技術背景：

聚酰亞胺是一種高性能材料，具有優異的熱穩定性，化學穩定性，機械性能，在航天航空、電氣電子、光電子等高技術領域具有廣泛的應用前景。在上世紀60年代中期，聚酰亞胺薄膜(Kapton)及清漆（Pyre?ML）開始實現商品化，同時也開啟了聚酰亞胺在高性能材料領域的飛速發展。在柔性顯示和柔性薄膜電池等領域，聚酰亞胺薄膜材料作為柔性基板，能夠很好滿足使用要求。

由于分子鏈共軛吸收和分子內與分子間電荷轉移絡合物的作用，傳統的聚酰亞胺薄膜顏色很深，在可見光波段的透過率低。從分子結構出發設計淺色的聚酰亞胺材料，主要思路有一下幾種，引入橋聯鍵打斷分子鏈共軛，主鏈中引人大位阻側基，或者引入三氟甲基，砜基結構等強吸電子基團，減弱分子內與分子間電荷絡合物的作用，引入脂環結構代替芳環結構。在改善聚酰亞胺薄膜的透明度的過程中，出現了聚酰亞胺耐熱性能、耐化學性能的降低。

在題目為“Flexible?Organic?Electroluminescent?Devices?Based?on?Fluorine-Containing?Colorless?Polyimide?Substrates”的文獻中首次報道了聚酰亞胺薄膜在光電器件中的應用，作者采用的二胺是2,2’-雙三氟甲基-4,4’-二氨基聯苯（TFDB），二酐是4,4'-(六氟異丙烯)二酞酸酐（6FDA），薄膜的截止波長是360nm,在400nm處的透過率是50%。顯然，可見光波段的透明度還有待提高。

在題目為“Highly?Organosoluble?and?Flexible?Polyimides?with?Color?Lightness?and?Transparency?Based?on2,2-Bis[4-(2-trifluoromethyl-4-aminophenoxy)-3,5-dimeth-ylphenyl]propane”的文獻中，作者設計了新型含醚二胺單體2,2-雙[4?-（2?-三氟甲基-4-氨基苯氧基-3,5?-二甲基苯基]丙烷。此種二胺與4,4'-(六氟異丙烯)二酞酸酐（6FDA）聚合得到的聚酰亞胺薄膜的截止波長為356nm,?玻璃化轉變溫度是264℃，在空氣中熱分解溫度是462℃。由于引入雙醚鍵，分子鏈柔性增大，玻璃化轉變溫度下降。在二胺分子中引入四個甲基結構，也降低了熱分解溫度。

在題目為“無色透明耐高溫聚酰亞胺薄膜的制備與性能研究”的文獻，作者采用兩種異構型聯苯型二酐單體，分別是對稱結構的3，3’,4,4’-聯苯四甲酸二酐（s-BPDA）以及不對稱結構的2,3,3’,4’-聯苯四甲酸二酐（a-BPDA）與含氟芳香二胺1,4-雙（4’-氨基-2’-三氟甲基苯氧基）聯苯（TFDAB）聚合得到兩種聚酰亞胺薄膜PI-1（s-BPDA/TFDAB）與PI-2（a-BPDA/TFDAB）,發現PI-1在450nm處透過率達到93%，而PI-2透過率只有67%。結果表明，不對稱的二酐能夠增加分子鏈的扭曲，降低分子間與分子內電荷轉移絡合物的作用。

針對之前的研究分析，引入橋聯結構能夠打斷共軛，但是分子鏈柔性過大玻璃化轉變溫度下降嚴重。通過分子異構設計出的鏈扭曲程度大能夠降低電荷轉移絡合物的作用。因此我們從增加分子鏈扭曲角度出發，采用了二胺2,2’-雙三氟甲基-4,4’-二氨基聯苯（TFDB）異構分子3,3’-二氨基-5,5’-雙三氟甲基聯苯，不犧牲聚酰亞胺耐熱性能和耐化學性能的同時，增加了可見光波段透過率。

發明內容

本發明主要目的是提供一種柔性透明聚酰亞胺薄膜。

本發明的另一目的在于提供一種柔性透明聚酰亞胺薄膜的制備方法。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種柔性透明聚酰亞胺薄膜，所述的聚酰亞胺薄膜具有如下重復結構單元：

式中代表二酐殘基，代表二胺殘基。

上述的聚酰亞胺薄膜的重均分子量為5?000?~500?000；優選為：10?000~100?000，更進一步優選為：10?000~50?000。

上述的柔性透明聚酰亞胺薄膜，是由二胺單體、二酐單體共聚制備，二胺單體結構通式為，二酐單體結構通式為。

其中，所述的二胺單體為以下A-M化合物中的任意一種或幾種：

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